• 한국응용과학기술학회지
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• 제40권2호
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• pp.332-341
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• 2023

오일샌드 테일링의 방류 예정 소식은 찬반 논쟁을 이끌고 있다. 노천광 채굴연계 비투멘 추출공정은 폐수의 발생이 필연적이며, 테일링 인공호수에 저장된다. 현재, 방치된 테일링 인공호수의 규모는 갈수록 그 양이 커지고 있다. 테일링 처리가 매우 어려운 원인으로, 테일링 내의 MFT(mature fine tailings) 층의 생성과 연관이 깊다. 테일링 처리를 위해서는, MFT내에 분산된 미립자를 효과적으로 응집시켜 고체와 액체를 분리하는 핵심 공정이 필요하다. 본 논문에서는 먼저 채굴연계 비투멘 추출공정을 소개하였고, 이를 통해 테일링의 구성 성분과 MFT 특성에 대해서 정리하였다. 또한, MFT 처리공정에 대해 살펴보았다. 향후, 효과적인 고분자 응집제의 선정과 효율적인 탈수공정의 연계성으로 MFT 처리가 성공적으로 진행되기를 기대한다.

• 자원환경지질
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• 제48권4호
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• pp.361-369
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• 2015

전통적인 석유가스의 부존량이 점점 줄어들면서, 기존의 석유 및 가스와 다른 방식으로 생산되는 비전통 석유가스에 대한 관심이 증대되고 있다. 하지만 비전통 석유가스는 관련 기술 발전과 생산량이 높게 연관되어 있다. 이에 따라 본 연구에서는 비전통 석유가스의 기술 수준을 비전통 석유가스의 특허를 주요 시장국/분야/연도별로 분석하였다. 국가 별 분석결과 미국이 가장 높은 출원을 보이고 있었으며, 분야 별 분석결과에서는 오일샌드와 관련된 출원이 많이 나타나고 있음을 보여주었다. 또한 70년대 초반 활발한 오일샌드 및 오일셰일 관련 특허가 활발하게 출원되다가 80년대 중반 이후 감소 추세를 보였으며, 2000년대 유가의 상승으로 인해 다시 비전통 석유가스 관련 출원 빈도수가 크게 늘어난 것을 볼 수 있었다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제50권1호
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• pp.32-34
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• 2007

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.193-204
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• 1999

흙의 파쇄성과 관련된 지반공학적 문제에 있어서 입상재료의 강도-변형특성을 해명하기 위한 중요한 인자의 하나로 흙입자의 파쇄를 들 수 있다. 최근, 열대ㆍ아열대 지방의 해안을 중심으로 거대한 해양 유전개발이 진행되고 있으며 이 지역에 넓게 분포된 카보네이트계 모래의 거동이 기존의 실리카계 모래의 거동에 비해 두드러지게 다르다는 것이 현장에서의 문제로 대두되고 있다. 본 연구에서는 흙의 파쇄성과 연관지어 입상재료의 역학특성을 정립하는 첫 단계로서, 흙 입자파쇄의 기본이 되는 개별입자의 파쇄 강도특성을 명백히 하기 위하여 4종류의 서로 다른 모래를 이용하여 단입자 파쇄시험을 수행하였다. 단입자 파쇄강도는 모래의 입자형상, 광물성분 및 입경의 영향을 고려하였으며, 입도분포 곡선의 $D_{50}$에 대응하는 흙입자 강도는 카보네이트성분의 함유량이 많을수록, 입자형상이 뾰족할수록 작은 값을 나타냈다.

• 청정기술
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• 제15권1호
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• pp.54-59
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• 2009

비튜멘으로부터 효과적으로 물을 제거하기 위하여 화학적 항유화제에 의한 물/비튜멘 에멀젼의 분리를 연구하였다. 비튜멘 에멀젼을 모사하기 위해 모사물질로 엔진오일(GS Caltex Deluxe Gold V 7.5W/30, Hyundai gear oil 85W/140)과 아스팔트(AP-5, KS M 2201, (주)동남유화)를 사용하여 예비실험을 수행하였다. 그리고 오일센드로부터 추출한 비튜멘을 이용하여 실험하였다. 예비실험으로 수행된 물/오일 에멀젼의 분리실험에서 함유화제를 첨가하지 경우 에멀젼이 분리되지 않았으며, 항유화제의 농도가 낮을 때 Hyundai 엔진오일은 GS Caltex 엔진오일보다 분리효율이 높았다. 그러나 GS Caltex 엔진오일에 비해서 분리효율의 증가율은 낮았다. Hyundai 엔진오일은 GS Caltex 엔진오일보다 점도가 높아서 물의 분산이 잘 이루어지지 않았기 때문으로 판단된다. 그리고 HLB (hydrophilic-lipophilic balance) 값이 높을수록 분리효율이 높았으며, 사용된 항유화제 중 TWEEN 20 (polyoxyethylene sorbitan monolaurate solution)이 가장 좋은 분리효율을 나타내었다.

• 에너지공학
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• 제17권1호
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• pp.38-45
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• 2008

본 연구는 캐나다산 아사바스카 오일샌드 역청(Athabasca Oilsands Bitumen)의 용매 불용분 실험(Solvent-Insolubles Experiment)을 통하여 아스팔텐(Asphaltenes : Solvent-Insolubles) 및 말텐(Maltenes : Solvent-Solubles)에 대한 다양한 물리 화학적 특성변화를 살펴보기 위하여 수행되었다. 용매는 n-Heptane, n-Hexane, n-Pentene의 3가지 용매를 사용하였고, 아스팔텐의 분리는 ASTM D 3279 방법을 응용하여 실시하였다. 역청, 아스팔텐, 말렌에 대한 분석항목은 원소분석, 분자량 분포, 비점 분포, 중금속 함량, API 비중, 점도, SARA 분포 등이다. 분석 결과 모든 말텐의 황 함량, 중금속 함량 및 분자량은 역청에 비하여 낮은 경향을 보였다. 그리고 n-Pentane 용매를 사용한 경우가 다른 용매에 비하여 말텐의 점도가 감소하였고, 황, 중금속 함량 및 분자량도 상대적으로 낮게 측정되었다. 따라서, 본 실험결과는 합성원유(SCO) 생산을 위한 역청의 경질화 공정에 필요한 기초자료로 활용할 수 있다고 판단된다.

• 청정기술
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• 제19권2호
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• pp.140-147
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• 2013

본 연구에서는 항유화제와 전기장을 이용하여 물/비튜멘 에멀전에서의 효과적인 물 분리 방법에 대한 실험을 진행하였다. 물/비튜멘 에멀전의 물 분리 효율을 측정하기위한 기초실험을 진행하였으며, 기초실험에서는 비튜멘의 모사를 위해 모터 오일(GS Caltex, Deluxe Gold V 7.5 W/30, Hyundai gear oil 85 W/140)을 사용하였다. 기초실험을 통해 높은 물 분리 효율을 갖는 항유화제를 선택하였으며, 선택된 항유화제를 사용해 아스팔트 및 비튜멘 에멀전에서의 분리실험을 진행하였다. 지용성 항유화제 중에서는 말레산무수물(maleic anhydride)과 e-카프로락탐(e-caprolactam)이 높은 분리 효율을 보였으며, 수용성 항유화제는 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-ethylhexyl acrylate)와 아크릴산(acrylic acid)이 높은 분리 효율을 보여주었다. 앞선 기초실험을 통해 얻어진 결과를 바탕으로 지용성 항유화제 2종, 수용성 항유화제 2종을 선택하여 아스팔트 에멀전에서의 분리실험을 진행하였다. 또한, 실험실규모의 전기장을 이용하여 오일처리기(oiltreater)를 설계, 제작하였으며 제작된 장치와 항유화제를 연계하여 에멀전의 분리효율을 실험하였다.

• 자원환경지질
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• 제44권1호
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• pp.83-94
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• 2011

베네주엘라 중앙에 위치한 오리노코강을 따라 55,000 $km^2$의 면적에 동서로 길게 자리하는 오리노코 오일벨트에는 원시부존량이 약 1조 3천억 배럴, 가채매장량이 2,500억 배럴에 달하는 초중질유가 매장되어 있다. 베네주엘라 초중질유는 API 비중이 $10^{\circ}$ 이하이고, 점성도가 5,000 cP 정도로 무겁고 점성이 큰 탄화수소 자원이다. 오리노코 지역의 초중질유는 1930년대 최초로 보고되었지만, 이들의 상업적 개발은 1990년대에 이르러 비가열식 일차생산기법을 통해서 본격적으로 이루어지기 시작하였다. 오리노코 오일벨트는 초중질유 분포 양상에 의해 보야카, 주닌, 아야쿠초, 카라보보의 생산광구로 나누어지며, 이들은 모두 31개의 생산블럭으로 소분류된다. 현재 각 생산블럭은 베네주엘라 PDVSA와 외국계 기업의 합작 형태로 개발되고 있으며, 20개국 이상이 초중질유 개발 프로젝트에 참여하고 있다. 오리노코 오일벨트는 베네주엘라의 주요 석유분지 가운데 하나인 동베네주엘라 분지의 남쪽지역에 위치한다. 동베네주엘라 분지는 쥬라기 판 분화에 의해 형성되기 시작한 수동형 대륙 주변부 분지로 그 면적은 약 120,000 $km^2$이다. 동베네주엘라 분지에서 백악기 말에 형성된 석회질 셰일은 초중질유의 주요 근원암이다. 분지 내 탄화수소는 북쪽에서 남쪽으로 평균 150 km를 이동하면서 생분해작용을 거쳤으며, 이로 인해 점성과 비중이 높은 초중질유를 분지 남쪽 경계부인 오리노코 지역에 형성하였다. 주요 초중질유 저류층인 마이오세 오피시나층은 하성-에스츄어리 퇴적환경에서 발달한 미고결 사질 및 이질이 교호하는 퇴적체이다. 또한 오피시나층은 판의 운동에 의한 압축작용과 분지침강에 의해 형성된 다수의 신생대 단층이 분포하여 복잡한 저류층 지질 특성을 나타낸다. 불균질한 저류층 암상 분포와 복잡한 지질 구조의 저류층에서 경제적인 생산정의 설계와 효율적인 초중질유 회수를 위해서는 초중질유 저류층의 발달 과정과 그로 인한 지질학적 특성에 대한 심도 깊은 이해가 필요하다. 본 연구에서는 오리노코 초중질유 저류층에서 (1) 사질 저류층 두께 및 분포, (2) 이질 퇴적층의 분포, (3) 단층의 기하학적 분포, (4) 저류층 대상 심도 및 지열 특성, (5) 저류층 지중 응력상태, (6) 초중질유의 화학적 조성 등을 초중질유 생산성에 상대적으로 큰 영향을 미치는 주요한 지질학적 특성으로 주목하였다. 이러한 오리노코 지역의 지질학적 특성들은 3차원 탄성파 탐사, 시추간 물리검층과 같은 최신 기술들을 통해 앞으로 보다 빠르고 정확하게 규명되어질 것으로 기대된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.53-62
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• 2024

최근 오일샌드와 같은 비전통에너지 개발이 활발히 이루어지고 있는 동토 지역은 지반의 유기물 함유량이 높아 일반적인 지반과 다른 열적·역학적 특성을 지니고 있다. 본 논문에서는 캐나다 앨버타주와 국내 강원도에서 채취한 동토 시료를 대상으로 다양한 실내시험을 통해 유기물 함유량이 토양의 열적 및 역학적 거동에 미치는 영향을 평가하였다. 유기물 함유량이 증가할수록 다짐시험에서 최대 건조단위중량은 감소하고 최적 함수비는 증가하는 경향이 나타났다. 동결 일축 압축시험에서는 동결온도가 낮아질수록 시료의 강도가 증가했으나, 모든 시료는 동결 조건에서 얼음 및 부동수분의 양에 따라 복잡한 거동을 보여 유기물 함유량이 강도에 큰 영향을 미치지 않았다. 열전도도 측정시험에서는 동결 조건에서 비동결 조건보다 열전도도가 더 크게 측정되었고, 이는 물보다 얼음의 열전도도가 더 크기 때문으로 판단된다. 또한, 유기물 함유량이 증가할수록 부동 수분량도 증가하는 경향이 나타났다. 이러한 결과는 극한지 건설 프로젝트에서 지반 공학적 설계 및 시공에 중요한 엔지니어링 기초 자료로 활용할 수 있을 것이다.

• 자원환경지질
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• 제49권3호
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• pp.225-242
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• 2016

암석 물리(rock physics)는 암석의 물성과 탄성파 자료의 정량적인 연결 고리로서 저류암 특성화와 모니터링 등에 적용되는 중요한 도구이다. 암석 물리를 기반으로 시추공 검층 자료로부터 공극 유체와 구성 성분이 다양한 암석의 성질을 대표하는 유효 탄성 계수(effective elastic constants)를 모델링하여 탄성파 자료에 적용함으로서 탄성파 자료전체에 대한 저류암 분포와 공극 유체를 유추할 수 있다. 본 보고에서는 먼저 Voigt, Reuss, Hashin-Shtrikman의 유효 탄성 계수 한계값과 Gassmann 방정식을 이용한 유체 치환에 대해서 설명한 후에 공극률이 비교적 높은 저류 사암에 널리 적용되는 접촉(contact) 암석 물리 모델들을 소개했다. 그리고 접촉 암석 물리 모델 중에서 분포 깊이가 어느 정도 일정하고 공극률이 비교적 높은 사암에 적합한 것으로 알려진 일정 교결량(constant-cement) 모델을 북해 유전의 검층 자료에 적용하여 암석 물리 견본(rock physics template)을 완성했다. 마지막으로 이 암석 물리 견본과 현장 2D 탄성파 자료의 중합전 역산 결과로부터 이 유전의 저류암과 덮개암, 공극 유체 분포를 예측해 보았다.